ARM Chromebookで Linuxを色々と遊んでみよう 1 １、自己紹介２、Chromebookの紹介、全体像３、Chromebookのカスタマイズ・Chromeストアと主なアプリ・Androidアプリ Chrome-apkとARCon ４、ChromebookでOS載せ替えテスト・Crouton ・Chrubuntu ・Linuxディストリビューション、FreeBSD ・Windows(参考 x86のみ：Acer C720の報告事例抜粋）・MacOSX(参考 x86のみ：Acer C720の報告事例抜粋）５、次回出展講演資料は電子データと紙面を配布しております。詳しくはブースまで。 OSC東京Spring 2015/2/28 10:00~ 会場：明星大学講演：Kapper 2 自己紹介 ● 名前：Kapper ● Twitterアカウント：＠kapper1224 ● HP：http://kapper1224.sakura.ne.jp ● 趣味：Linux、モバイル好きなARMマニア ● 好きな言葉：実験より記録重視。出来た事、ダメだった事は貴重な財産で記録に残そう。 ● 最近の実験機：Netwalker(PC-Z1,T1)、Nokia N900、DynabookAZ、RaspberryPi Nexus7(2012、2013)、Hercules eCAFE EX HD、Jetson TK-1、 OpenPandora、ARM Chromebook、ZTE OPEN C（FirefoxOS） Chromecast、台湾Android電子辞書無敵CD-920、CD-928他 ● 最近気になる事：NetwalkerでLinux from Scratchのテスト開始しました。台湾Android電子辞書の勉強と解析中です。面白いです。 Chromebookを色々と遊んでます。 3 ARMデバイスに関しては超マニアです。大好きです。よろしく！ 4 Chromebookの長所 1.安い（ただし無料Windows型と同等？） 2.速い。特にﾌﾞﾗｳｻﾞ高速 3.ﾛｰﾘﾝｸﾞﾘﾘｰｽ長期ｻﾎﾟｰﾄ 4.Googleﾄﾞﾗｲﾌﾞ100GB無料 ↓ Chromebook ・chrootでLiunxﾃﾞｨｽﾄﾘ動作・USB、SDﾌﾞｰﾄも可能・Androidのｱﾌﾟﾘも移植中・ﾊｯｷﾝｸﾞしやすい遊べる Linuxﾏｼﾝ ChromeOSとは ● ● ● 2009年11月Chromium OS公開。２０１０年12月プロトタイプ「Cr-４８」 2011年6月Chromebook「Series 5」発売 2014年11月日本発売開始パッケージマネージャ：Portage インターフェイス：GoogleChromeブラウザアプリ：ChromeExtention,Flash,Html5,JavaScript リリース：ローリングリリースウィンドウマネージャ:Ash-WindowManager Aura-hardware accelerated UI framework ブートローダー：ARM U-boot x86 Coreboot⇒U-boot（ペイロード） ⇒SeaBIOS（対応機種のみ） ChromiumOS（OSS）との違いファームウェアの追加：verified boot と easy recoveryモード Ash WindowManager ハードウェア最適化、セキュリティ対策ローリング・リリースによるオートアップデート Googleとパートナー、ベンダーサポートバイナリパッケージの追加・Adobe　Flash ・Netflix Instant ・Google　Talk ・プラグインなしでのWebRTC ・3G対応（対応機種のみ）・Google ChromeOS純正ロゴマーク 5 Chromebookの全体像 Chrome Extention Android-apk *BSD ChromeOS U-boot Coreboot SeaBIOS Linux Linux （ﾌﾞｰﾄﾛｰﾀﾞ） Windows ディストリビューション MacOSX (x86のみ） 6 7 ChromeOSの仕組み ● ﾌｧｰﾑｳｪｱから4つのﾌﾞｰﾄﾛｰﾀﾞがあり、切り替えて Kernelを起動する。XからSingle x-clientとして Chromeを使う構成 Web App Web Site JavaScrpit Extention Flash Html5 / Webkit Window Manager Chrome X + GraphicLibrary System Library Linux Kernel Recovery Firmware Verified boot Fast boot Path Bootloader Customized Firmware(U-boot, Coreboot,SeaBIOS) Hardware 参考出展：Introduction to chrome os PeaceKeeperBrowserベンチ比較 x86 3500 2920 3000 3243 2500 ARM 2000 1500 1256 1244 1365 1000 500 0 Acer Chromebook 13 Toshiba Chromebook ARM Tegra K1 2.1GHz Celeron 2955U 1.4GHz Samsung Chromebook Samsung Chromebook2 Acer Chromebook C720-3871 ARM Exynos 5250 1.7GHz ARM Exynos 5 2.1GHz Core-i3 1.7GHz ● ブラウザの速度面ではARMの優位性は無かったりまだx８６の方が速いです。 8 ChromeOSサポート期間 ● ● ● メーカー情報より抜粋。実質5年サポートサポートアウト後はアップデートがこないので、 GentooやDebian、UbuntuLTSなど乗換え必要 KernelがMainlineに登録されているかが鍵。 9 Chromeストアと主なアプリ ● ● ● ● ChromeOSの基本的な使い方はChromeｽﾄｱからWebﾘﾝｸとｱﾌﾟﾘをﾀﾞｳﾝﾛｰﾄﾞして使う TwitterやFacebook、ニコニコ動画やYoutube、OfficeやPDF、メーラー、RDPまでひと通り対応。 Androidアプリも移植始まっておりVine、Duolingo、EverNote、Kids Sight Words, Cookpad Recipes、Couchsurfing、HomeAway、PackPointなどの18つが正式対応 55のアプリとWebリンクがAndroidと共有出来る形で公開。（15年1月4日時点） GooglePlayにも対応しており、Android同様に動画再生などもできる。 Chromeストア：日本で人気アプリ、Webリンク Android版Evernoteも動作 10 11 chromeos-apkとARChon ● Androidのapkを変換して Chromeで動作 Chrome OS, OS X, Linux and Windowsなど対応 ● サンプルAndroid appをChrome Storeからインストールしてruntimeを入手. ● 母艦がUbuntuの場合、 sudo apt-get install lib32stdc++6 ● ● インストール Node.js (via http://nodejs.org/)、 toolのインストール(might need a sudo prefix): sudo npm install chromeos-apk -g Run chromeos-apk [path to apk file] スマホアプリの場合：chromeos-apk com.soundcloud.android.apk タブレットアプリの場合：chromeos-apk com.soundcloud.android.apk --tablet Chromebookにファイルをコピーしてextentionを読み込む。 ARChon Extentionをインストールする。 chromeos-apk 参考出展： github chromeos-apk github ARChon Custom Runtime Guide ARChon 12 ChromebookにLinuxﾃﾞｨｽﾄﾘを入れる ● インストール方法は主に下記３つ。１、Croutonを使ってchroot環境にインストールする２、ChrUbuntuを使ってデュアルブートする３、ファームウェアを書き換えてブートローダごと各種OSをインストールする 13 ARM端末のディストリ対応状況 Psionから始まりiPaQ、玄箱〜と組み込み機器から普及してきたARMのディストリ近況ディストリ Ubuntu ﾊﾞｰｼﾞｮﾝ Debian Fedora Open Suse 9.04〜 2.2〜 20〜 12.2〜 LinuxZaurus △ ◎ ？ Nokia N900 ◎ ◎ ◯ Netwalker ◎ ○ △ DynabookAZ ◎ ○ ◯ Nexus7 (chroot除く) ◎ ？ Gentoo Arch v8〜 △ ？ ◯ △ ○ ◎ ◎ ◎ ◯ ◎ ◎ ◎ ◎ ○ ○ ◯ △ ◎ Samsung Chromebook ◎ ◎ ◎ コメント動作報告多数 RasPi ｻﾎﾟｰﾄ RasPi ｻﾎﾟｰﾄﾘﾌｧﾚﾝｽﾓﾃﾞﾙ限定 △ ◯ ◎ ◎ Net BSD 1.6〜？ △ ◎ MK802 USBAndroid Free BSD 1.5〜 ◯ △ ◎ RaspberryPi Open Android Cocon ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ○ ◎ △ ? ◎ ◎ △ ◎ ? 動作報告多数 RasPi ｻﾎﾟｰﾄｽﾏﾎﾀﾌﾞﾚｯﾄﾎﾞｰﾄﾞ PC 中心 40機種以上ｻﾎﾟｰﾄｼﾝｸﾗｲｱﾝﾄ Kapperのネット独断調査（間違っていたらごめんなさい。修正します） ◎：公式サポートあり、◯：公式HPに導入報告あり、△：ユーザー導入報告あり 14 主な流れのイメージ ChromebookにLinuxディストリをインストールする DeveloperModeで再起動リカバリディスクをUSBに作成 chromebookのデータをバックアップする ChrUbuntu DeveloperModeで起動し CUIでブート設定変更 ChrUbuntuスクリプトを実行してUSB、SD にUbuntuをインストール再起動してUSB、SDから ChrUbuntuを起動 No Crouton,chrUbuntu使う？ Yes Crouton使う？ Yes No Linuxディストリ、 FreeBSD ブートローダとドライバ、設定ファイルをコンパイルインストールするUSB,SD のパーティション作成 croutonスクリプトをダウンロード chroot環境か汎用ARM イメージとKernelを入れ直してUSB,SD作成端末からcroutonを実行してインストール DeveloperModeで起動し CUIでブート設定変更「ctl+Alt+Shift+←」でスクリーン切替 Linuxディストリが起動起動時、スクリプトで U-Bootの起動設定変更 Developer Modeで起動 ● ● ● ● 15 ChromeOSのDeveloperModeはセキュリティ機能をアンロックし内部アクセスする機能。 ChromeOSを色々遊ぶ為にはDeveloperModeに切替が必須。 DeveloperModeは電源を切って「Esc」+「リフレッシュ(F4)」+「電源ボタン」を押します。これはChromebookで言ういわゆる強制リセットというそうです。リカバリモードに入りますので、「Ctrl」+「D」→「Enter」を押して10秒くらいするとビープ音がしてデベロッパーモードに以降します。 DeveloperModeで起動すると、内部のデータはリセットされるのでリカバリディスク作成とデータのバックアップが必要。リカバリディスクの作成はChromebrowserのアドレスバーから chrome://imageburner と入力してUSBかSDにインストール参考出展：The Chromium Projects　Developer Mode Chrome上リカバリディスク作成 DeveloperMode起動 Crouton ● ● ● ● ChRomium Os Universal chrooT envirONmentの略。作者はGoogleの開発者、David Schneider氏。 UbuntuとDebianに対応したchroot自動化ツール https://goo.gl/fd3zc 「ｃｔl+alt+t」でターミナルを表示させ、「shell」を起動させ端末から使用 sudo sh ~/Downloads/crouton -t xfce githubからメインスクリプトを落としてchroot環境をダウンロードする仕組み /mnt/stateful_partition/crouton/(ディストリバージョン）にchroot作成 Chromeブラウザ上ターミナル対応Ubuntu、Debianバージョン Recognized debian releases: potato* woody* sarge* etch* lenny* squeeze* wheezy jessie sid Recognized kali releases: kali Recognized ubuntu releases: warty* hoary* breezy* dapper* edgy* feisty* gutsy* hardy* intrepid* jaunty* karmic* lucid* maverick* natty* oneiric* precise quantal* raring* saucy* trusty utopic* Releases marked with * are unsupported, but may work with some effort. Crouton Window Extention 16 17 Croutonのソースコードを読んでみて ● githubにあるソースコードのmain.h ChrUbuntu ● ● ● ● 18 Ubuntuに対応したデュアルブート＆SD USB自動化インストールツール。作者はGoogleの開発者、Jay Lee氏。 ChromeOSのLinux Kernelとドライバモジュールをそのまま使用する方式。 x８６対応でARMでは正式対応していない。動作しない機種もあるので注意。「ctrl+alt+→キー」を押すと、Developer ConsoleというCUIの画面に切替え Ubuntuをインストールする仕組み。 curl -L -O http://goo.gl/9sgchs; sudo bash 9sgchs（34v87 /dev/mmcblk1）パーティションを切り分けて curl -L -O http://goo.gl/9sgchs; sudo bash 9sgchs ブートする際にOSをChromeOSとUbuntuを「ctl+L」で切り替えて使用 githubからメインスクリプトを落としてchroot環境をダウンロードする仕組み通常にUbuntuが起動するが、起動が手動切替えで若干時間がかかる方式。参考出展：Chromebooks and Chrome OS Linuxディストリ、FreeBSD入替え 19 ●FreeBSD ● Kernelを移植したソースコードをコンパイル ● インストールするUSB、SDのパーティション作成 ● U-Bootのパーティション設定とKernel、Rootパーティションの設定 ● ChromebookをDeveloperModeで起動。ログイン前にCUIに移動。 USB、SDブート出来る様に設定変更。 localhost ~ # crossystem dev_boot_usb=1 ● cgptでUSB、SDのパーティションテーブル設定 ● 再起動してU−Bootの設定。OSを起動させる ●OpenSuse ● ● もうひとつの方法ではChrUbuntuの仕組みで同様にインストールします。 ChromebookをDeveloperModeで起動。ログイン前にCUIに移動。 USB、SDブート出来る様に設定変更。 localhost ~ # crossystem dev_boot_usb=1 ⇒Crouton型とChrUbuntu型の両方インストール可能参考出展：FreeBSD on Samsung Chromebook "SNOW" model XE303C12 Chromebook４つのブートローダー ● ● ● ● 20 Verified Mode ChromeOSイメージのみ。起動しない場合、リカバリモードに移動 RecoveryMode Googleから指定したUSB、SDリカバリディスクから起動 DeveloperMode ジェイルブレイクモード。切替時にデータを消去する ChromeOSでrootシェルを実行出来る USBからOSを起動出来る。設定変更。　crossystem dev_boot_usb=1 crossystem dev_boot_signed_only=0 LegacyMode サポートされていない他のOSを起動する方法 Corebootから他のブートローダにペイロード出来る Intel Haswel世代ならSeaBIOSが使える DeveloperModeで crossystem dev_boot_legacy=1に設定参考出展： Chrome OS Firmware Overview Linuxディストリ、FreeBSD入替え 21 ●FreeBSD ● Kernelを移植したソースコードをコンパイル ● インストールするUSB、SDのパーティション作成 ● U-Bootのパーティション設定とKernel、Rootパーティションの設定 ● ChromebookをDeveloperModeで起動。ログイン前にCUIに移動。 USB、SDブート出来る様に設定変更。 localhost ~ # crossystem dev_boot_usb=1 ● cgptでUSB、SDのパーティションテーブル設定 ● 再起動してU−Bootの設定。OSを起動させる ●OpenSuse ● ● もうひとつの方法ではChrUbuntuの仕組みで同様にインストールします。 ChromebookをDeveloperModeで起動。ログイン前にCUIに移動。 USB、SDブート出来る様に設定変更。 localhost ~ # crossystem dev_boot_usb=1 ● 参考出展：FreeBSD on Samsung Chromebook "SNOW" model XE303C12 ARMブートローダの仕組みとx86比較 22 ARMの場合、FlashROMからRAMにブートローダを転送し、Kernelと rootfsを読み込む構成です。ROMに書き込んでるブートローダは「ファームウェア」と呼ぶそうです。Androidの場合、Unlockが必要です。種類 x86~ Linux ARM Android x86Chrome book ARM Linux ディストリ Chrome book ROM RAM BIOS デバイス認識ブートディスク選択 MBR (ディスク） GRUB LILO他 Kernel Kernel ドライバ init Daemon 他ログイン CUI Xorg 特徴 BIOSと DISKブートローダーで構成デバイス Kernel Kernel 初期化 Dalvik Kernel Daemon ドライバドライバ rootfs 仮想マシン転送コンテキスト RAM転送 rootfs起動読み込みマネージャ Android GUI MLO Android ブートローダー（ROM） Zygote Kernel 初期化 CUI Kernel Kernel Daemon ドライバ rootfs 転送ドライバ他 Xorg RAM転送読み込み CoreBoot ブートローダー（U-boot、SeaBIOS）ブートローダーの Unlockが重要 Kernel 初期化 Kernel Kernel ドライバ rootfs 転送ドライバ RAM転送読み込み MLO ブートローダー（U-boot他）ブートローダー以降はx８６と同じ Daemon 他 CUI Xorg ブートローダー以降は共通 23 ARM関連のブートローダ比較明確な定義は決まってないですが、ROMブートローダとDiskブートローダの2つに分類される事が良くあります。種類対応MPU 対応OS 対応ストレージ HDD,floppy USB,LAN TFTP,Serial 対応フォーマット全種類ライセンス起動モジュール DISK他 GPLv3 GNU GRUB x８６ Linux *BSD MacOSX MSDOS LILO x８６ Linux *BSD MSDOS HDD,floppy USB,LAN TFTP,Serial 全種類 DISK他 eCos Redboot ARM,x86,68k, MIPS,Altera,P owerPC,Supe rH他 Linux *BSD MacOSX MSDOS HDD,floppy USB,LAN TFTP,Serial JFFS2、EXT2、E ROM、 XT3、EXT4、FAT他 RAM Mod GPLv2+ Das U-boot ARM,x86,68k, MIPS,Altera,P owerPC,Supe rH他 Linux *BSD Android 他 HDD,floppy USB,LAN,Zip TFTP,Serial NFS Cramfs、EXT2、EX ROM、 T3、EXT4、FAT、F RAM DOS、JFFS2、Reis erFS、UBIFS、YAF FS2 GPLv2 SeaBIOS x86 Win,MAC BSD他 SecondaryROM Disk他 EXTx、FAT32、N TFS他 ROM、RAM Coreboot LGPLv3 Multirom ARM Android Linux Android SecondaryROM USB EXTx、FAT32、N TFS ROM、 RAM GPLv3 BSD Licence Windows、MacOSX（x86のみ） ● ● ● 24 試していませんが、C720でUSBインストールしてWindowsとMacOSXが動いたと動作報告あり。ドライバが動作しないそうなので実用性はないです。あくまで実験用とコメントされていました。 WindowsやMacOSXのインストールはブートローダーでSeaBIOS対応機種のみです。 Windows １、Windows8.1のブータブルUSBを作成２、C720のDeveloperModeにし、Legacybootで起動する３、「Ctl+L」キーでUSBから起動してWindows8.1をインストール４、インストール中は全てのドライバーをインストールしない。動作しなくなる。５、インストール終了後、Windows８．１を起動（勿論各種ドライバは動作しない） MacOSX OSｘ８６の手法を用いてインストールするそうです。こちらもWindows8.1同様にドライバが動作しないそうです。でもドライバ足りないから使い物にならね？参考出展： Acerの掲示板にWindows8のドライバよこせと苦情多数（ﾋﾄﾞｲ）動かんぞー 25 x86のブートローダーって？ WindowsやMacOSX他を動かすには ● ● ● Corebootからペイロードして次のブートローダーから起動 SeaBIOS対応機種なら様々なOSを起動出来る WindowsとMacOSXをChromebookで動かすには必要。課題はSeaBIOS対応ハードが少ない Chromebookを買って改造する際には機種選定に要注意 Disk Linux ブートローダー CPU 実行 ROM Coreboot 必要最小限の Coreboot機能のみ ROM U-Boot ROM SeaBIOS （ｘ８６のみ） SeaBIOS対応機種ならひと通りのOS起動 Disk FreeBSD Disk NetBSD Disk Windows Disk MacOSX 26 SeaBIOSの対応機種初代からの第一世代、Bay-Trail-M 世代を除く第2世代のx86の9機種のみ対応。Bay-Trail-M 世代はCorebootのSeaBIOSが存在しません。メーカー品名 CPU名 SeaBIOS Samsung Series5 XE550C22l Celeron 867 1.6GHｚ Corei5 2467M 1.6GHｚカスタム 2012年ファームウェア 10月 Google Chromebook Corei5 3427U Pixel 1.8GHｚ対応発売年月 27 28 ChromiumOS ● ● フリーで開発されているのがChromiumOS。各種仕様がThe Chromium Projectsで公開。 ChromiumOSは emergeを使う　dev_installコマンド ● ● ● ChromeOSではshellでemergeが使えます DeveloperModeでdev_installコマンドを使う事で関連アプリをダウンロードできます。 emergeのレポジトリは各自設定必要。 29 PKGSRC on Chromebook ● ● NetBSDのパッケージャーpkgsrcをUbuntu chromebookでも使ってみる⇒何で？ ⇒１，最新版のパッケージを使いたい。Mikutterとか随時最新版使いたい２，UbuntuのPPAでARMバイナリパッケージが殆ど無い。ソースパッケージから１個１個手動コンパイル必要。非常に面倒。３，Debian SidとかDeb開発版をLTSとかと混載させたくない。独立させたい。４，仮にUbuntu側でARMサポートアウトされても継続して最新版使いたい。５，コンパイルがARMではほぼ最速の環境。メーカーサポートあり。らくちん。最新版Mikutterが光の早さで移植されて使えます。最近ディストリ間でMikutterがいかに短い時間でリリースされるか競争してません？ 30 OSC東京2015、香港OSC、台湾OSDC ● OSC東京2015、香港OSC、台湾OSDCに出展予定 ● 内容:OSC東京 Chromebookフルバージョン 31 海外　未定（ARMモバイル機色々） ● ● OSC東京Spring 2月28日（土）予定台湾OSDC　４月？日予定香港OSC　６月２８日（土）予定質問、ご要望はブースまで是非気軽にお聞き願います。まだ分からない事沢山あります、ゴメンナサイ。技術的な話題や議論、雑談を含め何でも。講演資料は会場でも配布しております。楽しみにお待ちしております。 32 過去の参考文献 33 続きと詳細はOSC東京で（時間の関係上ごめんなさい） 34 今回の重要な参考文献 35 ARM Linuxの分類 Bootloader Kernel Android FirefoxOS 組み込み Linux Linux ディストリビューション ChromeOS 36 Das U-Boot解説 ● ARM他で良く使われている高性能ROMブートローダ ● 2010年頃からRedbootの代替としてメジャーに ● ● 起動ディスクとして多数のフォーマット、ストレージに対応している強みあり。C言語で作成。CPUとメモリマップを直接指定、理解が必要。 Linuxの場合は、mkimageコマンドでKernelをuImage等に変換。圧縮してフラッシュROM焼きしてROMから起動。メモリに展開。 ● 第一パーティションにMLOと/boot/を置く ● rootfsをext3などに置く ● Kernelから起動 CPU リセットクロック指定 ROM MLO 実行 bootloader Kernel rootfilesystem リセットメモリ転送 ROMからメモリ転送可能 RAM (メモリ） Kernel rootfilesystem ディスク再転送可能 MBR (ディスク） Grub Kernel rootfilesystem bootloader OS起動デバイス認識（ドライバ）参考リセット U-Boot　ユーザーズマニュアル U Boot or Universal Bootloader